浅议高压旋喷桩止水帷幕的施工质量控制.pdf

浅议高压旋喷桩止水帷幕的施工质量控制 张兵 ( 中铁十八局集团第二工程有限公司) 摘要：目前高压旋喷桩止水帷幕的施工在我国已得 到了越来越广泛的应用，例如高速公路软弱地基的加固、 矿山井巷的加固与防渗、水利工程防渗等，在止水防渗方 面效果显著。笔者结合工作实际，对国华惠州大亚湾热电 厂一期工程输煤系统哟转运站煤粒沉淀池的高压旋喷桩止 水帷幕施工过程进行分析，并以此重点阐述了在工程中应 如何加强对施工质量的控制。 关键词：高压旋喷；止水帷幕；施工质量；控稍 中图分类号：T U 7 5 3文献标识码：B 文章编号：1 6 7 2 4 0 1 1 ( 2 0 1 2 ) 0 5 一0 0 8 0 一0 2 O 前言 国华惠州大亚湾热电厂一期2 3 3 0 M w 机组位于惠州 大亚湾石化区东部临K 1 地块。本工程由中国神华能源股份 有限公司投资，项目为热电联产新建工程，电厂规划容量 为4 3 3 0 M w ，本期工程建设规模为2 3 3 0 M w 国产亚临 界参数热电联产机组，公用系统按4 3 3 0 M w 容量统一规 划且尽可能分期建设。 本工程厂址所在地原为海域，地块南边是已建好的堆 石斜坡海堤，透水性强，东西两侧还在填土造地，所以地 块除北面与陆地相连外，其余三边均临水，补充水极为丰 富。按照设计要求，输煤系统需设两处止水帷幕，分为I 区和区。区主要维护区域为r I D 转运站附近的煤粒沉淀 池，维护构筑物范围仅为煤粒沉淀池基坑。 l 高压旋喷桩止水帷幕的施工原理 利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定的深度 后，以2 0 4 0 M P a 的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来， 形成喷射流冲击土层。当由多个高压喷射注浆固结体形成 帷幕时，可以用来作为地下水体隔离在一侧的一种止水施 工方法，这种施工方法可以将水隔离在基坑以外，从而保 证了原有建筑物基础下土体的稳定性，亦保证了基础的稳 定。我们通常称这种施工方法为高压旋喷桩止水帷幕。 2 高压旋喷桩止水帷幕的工艺流程 该工程使用了三重管高压旋喷法施工工艺。 2 1 工艺流程图( 见图1 ) 2 2 施工方法及要求 ( 1 ) 高压旋喷法施工工艺要求。 1 ) 测放桩位。桩基的轴线和标高均应测定完毕，根据 轴线施放出桩位，使桩位偏差控制在2c m 以内，并经过检 查，办理复核签证手续。 2 ) 引导孑L 施工。引导孔施工采用扭矩较大的钻机成 孔。引孔直径中1 3 0 。引孔钻机在测定好的桩位上对中，开 钻穿过回填层及其它较硬地层，全桩段引孔，以保证后续 旋喷桩机能顺利施工，同时做好施工记录。若旋喷钻管不 能顺利插入，则须引孔钻机重新扫孔。 3 ) 桩机就位。将钻机安置于设计孑L 位上，使钻杆对准 孔位中心，同时为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就 位后，必须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔位置。 4 ) 钻孔、插管。引导孔施工完毕后，采用G P l 8 0 0 一2 型旋喷钻机钻孔、沉管，边射水、边插管。 5 ) 喷射作业。由下而上旋喷至桩顶。控制高压水压力 不小于3 7M P a ，浆压O 7M P a ，气流压力为0 7 一O 8M P a ， 提升速度取1 5c r r I i n ，旋转速度不大于2 0 r p m 。值班人 员应及时做好记录。 6 ) 桩孔回灌水泥净浆。当喷射提升到设计标高后，旋 喷结束，停高压清水泵，用浆泵回灌桩孔，至地面返浆时 止。 7 ) 冲洗。施工完毕后应把注浆管等机具设备冲洗干 净，管内不得残存水泥浆。 8 ) 移动机具。把钻机等机具设备移动到新孔位上。 测放桩位 施工引导孔 l 旋喷钻机就位l 鬻需 眄语刍丽厂酉蕊孺 提升喷浆成桩卜一浆液制备 提升喷浆至桩顶成桩 桩孔回灌净浆 机械清洗、移位 图1 工艺流程图 ( 2 ) 高喷工艺参数选择。旋喷桩正式施工前，选择场 地空地作为工艺试桩场地，通过试桩确不定高压旋喷的施 工工艺。 1 ) 高压旋喷桩施工工艺参数：按设计要求，P 0 3 2 5 普通硅酸盐水泥，水灰比0 8 ：l l ：l ，水泥浆液比重不小 于1 5 0k g L 。 2 ) 高压清水泵：取P 3 7M P a 。 3 ) 浆泵：取P 0 7M P a 。 4 ) 空气压力：0 7 0 8M P a ，空气流量：O 8 1 5 m 3 m i n 。 5 ) 回旋速度：取n 2 0r m i n 。 6 ) 根据施工中遇到的不同土层，可适当调整切割喷射 压力和降低回转速度和提升速度。 7 ) 喷嘴直径的选择：高压射流喷嘴直径1 8 砌，水 泥浆液喷嘴直径2 6m m 。 3 高压旋喷桩止水帷幕施工质量控制措施 3 1 高压旋喷桩施工技术控制措施 重点控制桩位、桩径、桩长、桩材及桩的完整性等方 面进行控制，以保证施工质量。 万方数据 ( 1 ) 施工用材料的质量检验。水泥的质量应符合有关 规范、规程和设计要求，要有合格证和检验报告；质量不 合格的产品、材料不得进入施工现场。 ( 2 ) 设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位，桩 位要进行编号。 ( 3 ) 引孔孔位误差不得大于3c m ，垂直度偏差不大于 1 ，深度偏差不小于+ 1 0c m 。 ( 4 ) 保持引孔孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下 至孔底。 ( 5 ) 高喷管下孔前需在孔口试验检查，防止喷嘴堵塞。 ( 6 ) 旋喷压力要求不小于3 7M P a ，喷射过程中严防喷 咀堵塞。 ( 7 ) 浆液配制必须严格按照设计配比均匀上料，经常 检查测定浆液比重( 不小于1 5 0 ) ，并做好记录。 ( 8 ) 高喷作业中，必须注意观察浆压力和流量达到设 计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处 理。 ( 9 ) 当旋喷作业过程中有停顿时，该处桩体要有5 0 c m 的搭接长度，以避免固结体出现断层。 ( 1 0 ) 遇孔口不返浆时，要降低提升速度或复灌。 ( 1 1 ) 采用两序施工( 间隔一个) ，防止串孔。 ( 1 2 ) 为确保固结体强度，冒浆不得回收和利用，返浆 用排浆沟收集到废浆坑集中处理。 ( 1 3 ) 旋喷结束后，在孔口复灌水泥净浆至地面。 ( 1 4 ) 高喷作业时，各岗位要明确分工，统一指挥，协 调一致。 、 ( 1 5 ) 高喷结束后，要立即清洗管路设施。 ( 1 6 ) 各种记录资料及时整理上报。 ( 1 7 ) 水泥用量的控制( 每延米水泥用量5 0 0k g ) ： 严格控制水灰比、高压水泵压力及流量、浆泵压力及流量、 气泵压力及流量、提升速度、回转速度按确定参数执行； 若水泥量不够，在保证桩径情况下适当减小压力，加大 水灰比，在保证桩体强度情况下适当提高提升速度；若 水泥量剩余，适当增加喷浆压力，适当减小提升速度。 3 2 重点与难点的解决 ( 1 ) 为保证高压旋喷顺利施工，提高施工进度和效率， 必需使用专业机械引孔，引孔直径1 3 0m m 。 ( 2 ) 局部遇容易塌孔地层，使用同孔径P V c 硬管插入 护孔，为旋喷桩施工创造条件。 ( 3 ) 高压旋喷浆液排放问题。在旋喷过程中，会有一 定数量的土粒，随着一部分浆液沿注浆管管壁冒出地面， 为不造成场地环境污染，采取如下应对措施：控制冒浆 量。如果冒浆量量过大，可能是注浆量大大超过旋喷固结 所需的浆量，应提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径；设 立浆液排泄通道。沿注浆孑L 侧开挖临时( 2 0 0 2 0 0 2 0 0 粕) 浅沟，场地外开挖积浆坑( 10 0 0 l0 0 0 10 0 0I 岫) ，沿 排泄沟每隔5m 设过滤网和沉淀池( 20 0 0 20 0 0 20 0 0 m m ) ，及时清理沉淀水泥浆外运。在施工中，旋喷桩施工的 引孔是整个进度计划的瓶颈。必须确保引孔的施工工艺及 引孔机械的数量，使引孔的进度始终超前于旋喷桩的施工 进度，不影响旋喷桩的施工质量和进度。 ( 4 ) 高喷桩止水帷幕闭水效果的问题。本工程场地为 围海形成，回填土深达8m ，渗透系数大，回填土下方还有 数个透水层( 分布不均) ，为保证止水、防渗帷幕连续并达到 较好的闭水效果，旋喷桩工艺参数的确定十分重要。根据 试桩结果和类似工程施工经验，确定了上述工艺参数。同 时采用二序法间隔施工。 施工生产的重点保障环节上，要重点加强高压水压力、 水泥用量、水灰比、提升速度、转速、空气压力等参数的 现场控制。 3 3 质量检验 ( 1 ) 施工前应检查水泥的质量、桩位、压力表的精度 和灵敏度，高压喷射设备的性能。 ( 2 ) 施工中应检查施工参数( 压力、水泥浆量、提升速 度、旋转速度等) 及程序。 ( 3 ) 高压旋喷桩地基质量检验标准应符合下表规定。 3 4 作业过程中控制点的设置 表1 作业过程中控制点 检验单位 见证 序 项目质监 号 作业控制点 班 施工队方式 组 检部门 理 l 基坑定位放线及测定标高检查 1 H 1 1 引导孔的施工 H 1 2 旋喷桩施工工艺参的控制 H 1 3 分项工程验收 H 见证方式：R 一记录确认点；w 一见证点；H 一停 工待检点；s 一连续监视监护。 3 5 质量标准及要求( 见表2 ) 表2高压喷射注浆地基工程质量标准和检验方法 类别 序号检查项目质量标准检查方法及器具 必须符合设计按规定方法，检查 1 地基承载力 要求检测报告 主 2 桩体强度或完必须符合设计按规定方法，检查 控 整性检验要求检测报告 项 水泥及外掺剂 必须符合出厂 查产品合格证书或 3 要求和现行有 目 质量抽样送检 关标准 应符合设计要查看流量表及水泥 4 水泥用量 求水灰比 1 钻孔位置偏差 5 0m m 用钢尺量 2钻孔垂直度1 5 经纬仪测或实测 1 - 3孔深偏差1 0 0m m 用钢尺量 般 4 注浆压力 3 7 M P a 查看压力表 项5 桩体搭接 2 0 0m m 用钢尺量 目6 桩体直径偏差 5 0m m 开挖后用钢尺量 桩身中心允许开挖后桩顶下 7 0 2 D 偏差5 0 0 m m 处用钢尺量 4 总结 通过实际工程证明，高压旋喷桩止水帷幕能够有效的 保证基坑的止水效果，并能够多个钻机同时作业，使得操 作人员较少，在节约了人工成本的同时，也保证了施工进 度和施工安全，为工程带来了良好的经